Устройство для измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее тсрмопреобразователь , подключенный к входу преобразователя сигнала термопреобразователя во временной интервал, вькод которого соединен с упрапляющим входом ключа, генератор счетных . импульсов, выход которого через ключ подключен к тактовому входу nporpaMhoipyeMoro двоичного счетчика, ,вход записи которого соединен с выходом формирователя импульса записи, информационные входы соединены с выходами постоянного запоминакицего устг ройства, а выход подключен к входу формирователя импульса записи и входу двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, двоично-десятичный счетчик , выходы которого соединены с входами блока индика1даи, о т л и- . чающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введены второй программируемь двоичный счётчик, два управляемых делителя частоты и регистр, входы которого соединены с выходами.постоянного запоминающего устройства, а выходы с управляющими входами первого управляемого делитепя частоты, вход которого соединен с выходом ключа и через второй управляемый делитель часто (Л ты - с тактовым входом двоично-десятичного счетчика, а выход подключен с к тактовому йходу второго программируемого двоичного счетчика, информационные входы которого соединены с о выходами постоянного запоминакицего устройства, а выходы подключены к управляющим входам второго управляеО5 мого делителя частоты, при этом входы записи регистра и второго 00 со программируемого двоичного счетчика подключены к выходу Конец измерения преобразователя сигналов термопреобразователя во временной интервал .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК

«l% «11) з«Я) G 01 К 7 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,К (21) 3653741/24-10 (22) 20.10.83 (46) 15.06.85. Бюл. ¹ 22 (72) Б.В. Дунец (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 536.53 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 901846, кл. С 01 К ?/22, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3555147/18-10, кл. G 01 К 7/22, 1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее тсрмопреобразователь, подключенный к входу преобразователя сигнала термопреобразователя во временной интервал, выход которого соединен с управляющим входом ключа, генератор счетных импульсов, выход которого через ключ подключен к тактовому входу программируемого двоичного счетчика,,вход записи которого соединен с выходом формирователя импульса записи, информационные входы соединены с вы- ходами постоянного запоминающего уст-. ройства, а выход подключен к входу .формирователя импульса записи и входу двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, двоично-десятичный счетчик, выходы которого соединены с входами блока индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй программируемый двоичный счетчик, два управляемых делителя частоты и регистр, входы которого соединены с выходами, постоянного запоминающего устройства, а выходы с управляющими входами первого управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом ключа и через Я второй управляемый делитель частоты — с тактовым входом двоично-десятичного счетчика, а выход подключен к тактовому входу второго программируемого двоичного счетчика, информационные входы которого соединены с ь выходами постоянного запоминающего устройства, а выходы подключены к управляющим входам второго управляемого делителя частоты, при этом входы записи регистра и второго программируемого двоичного счетчика подключены к выходу "Конец измерения" преобразователя сигналов термопреобразователя во временной интерBBJi .

1161830

В этом устройстве коррекция результата измерения осуществляется путем добавления корректирующих чи — 5$ сел к результату измерения. При этом высокая точность измерения мо- жет быть достигнута только в том

Изобретение относится к темпера- турные измерениям, а именно к устройствам для измерения температуры с коррекцией нелинейности термопреобраэователя, и может быть исполь- 5 зовано при точных измерениях температуры с представлением резуль. татов в цифровой форме.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее соеди- 10 ненные последовательно термопреобразователь, преобразователь сигнала термопреобразователя во временной интервал и ключ, к входу которого подключен .генератор счетных импульсов, а к выходу подключены вход двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресным входом постоянного запоминающего устройства, а также тактовый вход двоично-десятич- з0 ного счетчика, информационные входы которого соединены с выходом постоянного запоминающего устройства, а выходы — с блоком цифровой индикации -(1) .

2S

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, подключенный к входу преобразователя сигнала термопреобразователя во временной интервал, выход ко35 торого соединен с управляющим входом ключа, генератор счетных импульсов, выход которого через ключ подключен к тактовому входу программируемого двоичного счетчика, вход записи которого. соединен с выходом формирователя импульса записи, информационные входы соединены с выходами постоянного запоминающего устройства, а выход подключен к входу формирователя импульса записи и.входу двоичноГо счетчика,выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, двоично-десятичный счетчик, выходы которого соединены входами блока индикации (2) . случае, если число точек коррекции будет достаточно большим, что не всегда возможно, так как увеличение точек коррекции ведет к увеличению объема памяти постоянного запоминающего устройства, усложнению устройства и снижению его надежности.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры путем аппроксимации характеристики термопреобразователя нелинейными функциями е

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры, содержащее термопреобразователь, подключенный к входу преобразователя сигнала термопреобразователя во временной интервал, выход которого соединен с управляющим входом ключа, генератор счетных импульсов, выход которого через ключ подключен к тактовому входу программируемого двоичного счетчика, вход записи которого соединен с выходом формирователя импульса записи, информационные входы соединены с выходами постоянного запоминающего устройства, а выход подключен к входу формирователя импульса записи и входу двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, двоично-десятичный счетчик, выходы которого соединены с входами блока индикации, введены второй программируемый двоичный .счетчик,два управляемых делителя частоты и регистр, входы которого соединены с выходами постоянного запоминающего .. устройства, а выходы — с управляющими входами первого управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом ключа и через второй управляемый делитель частоты— с тактовым входом двоично-десятичного счетчика, а выход подключен к тактовому входу второго программируемого двоичного счетчика, информационные входы которого соединены с выходами постоянного запоминающего устройства, а выходы подключены к управляющим входам второго управляемого делителя частоты, при этом входы записи регистра и второго программируемого двоичного счетчика подключены к выходу Конец измерения" преобразователя сигналов термо1161830

3 преобразователя во временной интервал.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства для измерения температуры. 5

Устройство содержит термопреобразователь 1, преобразователь 2 сигнала термопреобразователя во временной интервал, ключ 3, генератор 4 счетных импульсов, первый програмчиpyemiA двоичный счетчик 5, двоичный счетчик 6, первый управляемый делитель 7 частоты, второй програм-, мируемый двоичный счетчик 8, второй утуравляемый делитель 9 частоты, двоично-десятичный счетчик 10Ä блок 11 цифровой индикации, постоян ное запоминающее устройство (ПЗУ)

12, регистр 13 и формирователь 14 импульса записи. 20

Устройся so работает следующим образом.

Весь диапазон измеряемых температур разбивается на. поддиапазоиы, длина которых выбирается исходя из возможности аппроксимации с заданной степенью точности характеристики термопреобразователя f(t) зависимостями вида

f„(t) = à„t + b;t где а и b — постоянные коэфициенты, 1 1

1,2,.,n (n — ноиер поддиапазона) .

В устройстве 12 под каждым адресом хранится .три числа: первое, задающее длину участка аппроксимации, подается на информационный вход .счетчика 5. Второе число, определяю-. (1) щее коэффициент передачи K > управ 40 ляемого делителя 7, заносится в регистр 13, который необходим для того, чтобы во время цикла измерения коэффициент передачи делителя 7 оставался постоянным. Это обусловле- 4 но тем, что в устройстве применен алгоритм одноразовой коррекции (корректирующее воздействие определяется по результату предыдущего цикла измерения и остается неизменныи на протяжении текущего цикла измерения). Третье число К, определяющее начальную установку счетчика 8, подается на информационный вход счетчика 8.

SS

Выходной сигнал термопреобраэователя преобразуется в интервал времени, управляющий работой ключа для . прохождения импульсов с генератора 4 на входы счетчика 5 и делителей 7 и 9 частоты. В начале цикла измерения общим импульсом сброса (цепи сброса на чертеже не показаны) счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние. После прихода на его тактовый вход числа ймпульсов, равного объему счетчика, на его выходе появляется импульс (импульс пере- полнения), который через формирователь 14 воздействует на вход закиси счетчика 5 и поступает на вход счетчика 6. Импульсы с выхода счетчика 5 подсчитываются счетчиком

6 и результат подается на адресные входы постоянного запоиинающего устройства 12. Вследствие этого в счетчик 5 записывается число, поступающее с выходов ПЗУ 12. Это число определяет длину следующего mara изменения адреса ПЗУ, так как следующий импульс на выходе счетчика

5 появится после прихода на его вход количества импульсов, равного дополнению к числу, переписанному с выходов ПЗУ. Включение элементов по такой схеме позволяет программно управлять шагом изменения адреса постоянного запоминающего устройства 12.

Смена начального числа в счетчике 5 происходит при каждом изменении адреса ПЗУ (т.е. номера участка аппроксимации) sa исключением тех случаев, когда два смежных участка имеют равную длину.

Одновременно с изменением начального числа в счетчике 5 происходит изменение чисел, поступающих на входы регистра 13 и счетчика 8. Однако запись этих чисел в регистр 13 и счетчик 8 осуществляется только в конце работы преобразователя 2 по сигналу "Конец измерения", поступающему на их входы записи.

Если обозначить число импульсов на выходе ключа 3 через х, то при повторном запуске на выходе делите(xl ля 7 получаем число K„- х, где

К 1 — коэффициент передачи делителя 7, соответствующий К вЂ” поддиапазону, в пределах которого находится измеряемая температура ° Эти импульсы подсчитываются счетчиком

8, причем счет начинается не с нуля, к) а с числа К которое присутствует на его информационных входах. Таким

5 1161830 образом, число присутствующее на выходах счетчика 8, а также на управляющих входах делителя 9, можнс, выразить как (К 1" ° х + К 3 ). При поступлении х импульсов на вход де- 5 лителя 9 с выхода ключа 3 на его выходе получаем число импульсов:

<И 1Ю „<М „(К)

% 2 4

И=к — х+ х с с с 16 где С - постоянная делителя 9.

Это количество импульсов подсчитывается счетчиком 10 и индицнруется блоком цифровой индикации. При выполнЕНии условий а К /С, 13

b„ К. /С результат измерения б пропорционален измеряемой темпера= туре.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в отличие от прототипа аппроксимировать функцию преобразования термопреобразователя нелинейная зависимостями, что значительно увеличивает точность аппроксимации, а следовательно, и точность измерения. Кроме того, обеспечивается возможность аппроксимирования термопреобразователей с более выраженной нелинейностью, т.е. увелйчивается число термопреобразователей, которые могут быть использованы в устройстве.

Заказ 3963/45 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В. Куликов

Редактор К. Волощук Техред М. Гергель Корректор В. Бутяга